Сравнение материалов корпуса электродвигателя: алюминий, сталь и нержавеющая сталь

Разборка почти любого электромобиля с аккумуляторной батареей повторяет одну и ту же историю дважды: тяговый двигатель покрыт литым под давлением алюминием, а насос охлаждающей жидкости, охлаждающий вентилятор и нагнетатель системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, расположенные рядом с ним, с такой же вероятностью изнашиваются сварной сталью. Оба варианта верны, и оба отвечают на один вопрос: какой Материалы корпуса электродвигателя окупить себя в данном рабочем цикле? Ответьте на него небрежно, и счет придет позже в виде излишней массы, претензий по гарантии от коррозии или стоимости жилья, которая не может выдержать переговоров о закупках. В этом руководстве сравниваются значимые металлы с цифрами, о которых фактически спорят команды инженеров и закупщиков.

Каковы материалы корпуса электродвигателя?

Разговоры о материалах двигателей часто сводятся к электротехнической стали и ламинированным покрытиям. Это отдельное решение, поскольку пластины находятся внутри магнитопровода, а корпус является конструктивной и тепловой частью. Для самого жилья доминируют четыре материальных семейства:

• Литые алюминиевые сплавы, такие как ADC12 и A380: стандарт для тяговых электродвигателей, отлитые за один раз с рубашками охлаждения и монтажными выступами.
• Штампованная и сварная углеродистая сталь: рабочая лошадка для вспомогательных двигателей, двигателей вентиляторов, насосов и промышленных приводов.
• Нержавеющая сталь 304: рекомендуется, когда контакт с охлаждающей жидкостью, солевой туман или промывка исключают возможность использования углеродистой стали с покрытием.
• Толстостенная стальная труба и толстая пластина: предназначены для высоконагруженных, подверженных ударам и встроенных в редуктор двигателей.

Почему алюминий выигрывает у корпуса тягового двигателя электромобиля

Алюминий превосходит тяговый корпус по двум показателям: плотности и тепла. При плотности 2,7 г/см3 по сравнению с 7,85 г/см3 для стали это снижает массу корпуса примерно на 65 процентов при равном объеме, а масса выводится из диапазона возврата двигателя. Теплопроводность имеет не меньшее значение, поскольку корпус действует как теплоотвод статора: более холодные обмотки удерживают более продолжительный крутящий момент перед снижением номинальных характеристик.

Литье под давлением также выигрывает от интеграции. Корпус ADC12 или A380, отлитый под высоким давлением, содержит водяную рубашку, отверстия для датчиков и монтажные выступы в виде единой детали со стенками от 3 до 5 мм. Наказание – это инструменты: литейные штампы стоят дорого и амортизируются только в рамках крупносерийных программ, и именно поэтому алюминий доминирует на рынке тяговых машин с объемом производства 200 000 единиц в год, а не на рынке вспомогательных устройств с объемом производства 20 000 единиц.

Где стальные корпуса двигателей превосходят алюминиевые по общей стоимости

Сталь остается рациональным выбором там, где годовые объемы умеренные, нагрузки большие или корпус должен выдерживать неправильное обращение, которое может привести к образованию вмятин на тонкой отливке. Сырая сталь стоит примерно треть алюминия за килограмм, а установка для штамповки и сварки обходится гораздо дешевле, чем установка для литья под давлением, поэтому ниже объемов, в которых амортизируются литейные матрицы, сталь выигрывает по стоимости готового корпуса.

Есть и более тихий аргумент: тепловое расширение. Пакет статора изготовлен из кремнистой стали, поэтому стальной корпус расширяется и сжимается почти с той же скоростью, что и удерживаемые им пластины, что снижает напряжение при посадке с натягом в ходе тепловых циклов. Сварные стальные корпуса также могут подвергаться повторной механической обработке и доработке на поздних стадиях программы, что невыносимо для отливки.

Внутренний диаметр 260, толстостенный корпус двигателя с основанием Стальной корпус толщиной 5 мм со сварной клеммной колодкой, подъемной проушиной и монтажной ножкой, подходит для больших промышленных и тяжелых двигателей. Появляется там, где имеет значение термически подобранная сварная сталь и поздняя повторная обработка. Посмотреть продукт →

Это переулок, занятый специалистами в области жилищного строительства, такими как Jiangsu Yufeng Electric Co., Ltd., производитель с 40-летним опытом в производстве стальных корпусов для двигателей, собственной штамповкой, сваркой, механической обработкой и обработкой поверхности, а годовая мощность которого превышает пять миллионов единиц. Покупатели, которым нужна полная картина со стороны поставщика, могут это сделать. Руководство для покупателя стального корпуса двигателя перед составлением шорт-листа партнеров.

Внутренний диаметр 127 Толстостенный корпус двигателя Этот корпус, изготовленный из бесшовных стальных трубок со стенкой 7,9 мм, обеспечивает высокую жесткость, прочность на скручивание и усталостную прочность для требовательных промышленных условий, позволяя избежать обсуждения возможностей поставщика и выбора материала. Посмотреть продукт →

Корпуса из нержавеющей стали 304 для защиты от охлаждающей жидкости и коррозии

Когда врагом является коррозия, а не вес, нержавеющая сталь 304 положит конец этому спору. Двигатели электрифицированного оборудования все чаще размещаются рядом с гликолевыми контурами охлаждающей жидкости, аккумуляторными блоками и зонами разбрызгивания днища кузова. Корпус из углеродистой стали с покрытием выходит из строя в тот момент, когда его покрытие поцарапается, тогда как нержавеющая сталь 304, содержащая примерно 18 процентов хрома и 8 процентов никеля, восстанавливает свой пассивный оксидный слой и продолжает защищать после царапин и сварных швов.

Внутренний диаметр 180 Корпус двигателя из нержавеющей стали 304SS Корпус из нержавеющей стали 304 со стенкой толщиной 3 мм и приваренной подъемной проушиной, устойчивой к влаге, кислотам, щелочам и солевым брызгам. Идеально подходит для влажной или агрессивной эксплуатации, где запас коррозии перевешивает более низкую теплопроводность нержавеющей стали. Посмотреть продукт →

Компромиссы реальны. Нержавеющая сталь 304 проводит лишь около 16 Вт/мК, что составляет примерно треть углеродистой стали, и весит те же 7,9 г/см3, поэтому дизайнеры компенсируют это ребрами, дополнительной площадью поверхности или принудительным потоком воздуха. Вот почему 304 чаще всего встречается на вспомогательных двигателях, насосах и оборудовании, работающем во влажной или агрессивной среде, где его коррозионный запас превышает термические потери.

Более подробное описание марок, отделки и стратегии герметизации см. здесь. Руководство по корпусу двигателя из нержавеющей стали для коррозионностойкой конструкции двигателя .

Материалы корпуса электродвигателя: быстрое сравнение и контрольный список выбора

Таблица сжимает компромиссы в одно представление, а контрольный список превращает их в процесс, который ваша программа действительно может выполнять.

Прежде чем зафиксировать материал, выполните следующую последовательность действий:

1. Сначала составьте карту теплового пути: постоянная или пиковая нагрузка, а также то, контактирует ли охлаждающая жидкость с корпусом или тепло должно достигать только окружающего воздуха.
2. Оцените стратегию защиты от коррозии: затраты на покрытие и испытания по сравнению с премией к нержавеющей стали в течение всего срока службы.
3. Подсчитайте единицы в год: литейные штампы амортизируются при больших объемах, в то время как штамповочные и сварочные инструменты остаются экономичными гораздо ниже.
4. Проверьте интеграционные нагрузки: монтажные основания, кронштейны и внешние силы определяют, когда потребуется конструкция с тяжелыми стенами.
5. Аудит технологической цепочки поставщика: штамповка, сварка, механическая обработка и обработка поверхности под одной крышей сокращает циклы коррекции при отклонении допусков.

Часто задаваемые вопросы: Материалы корпуса электродвигателя